CN111977804A - 一种农业面源污染防控用新型生态浮岛 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，属于农业面源污染防控技术领域，它利用碳纳米管对氧气的吸附能力将植物光合作用产生的氧气吸附起来，通过电磁铁控制磁铁块的上下运动来将氧气向水体中运送，利用磁铁块向下运动压缩气体时所产生的压强使氧气从碳纳米管上脱离，以增加水体的含氧量，提高水体的自我净化能力，对遏制富营养化现象的发生有一定帮助，而且通过监测件来培养能降解蓝藻的微生物，当蓝藻开始大量出现时，随着微生物的大量消耗，监测件的质量减轻可上浮到水面上，以向外界发生预警的信号，便于及时采取应对措施，与现有技术相比，它可以实现进一步提高生态浮岛的净化功效，同时还带有预警功能。
Description
技术领域
本发明涉及农业面源污染防控技术领域，更具体地说，涉及一种农业面源污染防控用新型生态浮岛。
背景技术
农业面源污染是指农村生活和农业生产活动中，溶解的或固体的污染物，如农田中的土粒、氮素、磷素、农药重金属、农村禽畜粪便与生活垃圾等有机或无机物质，从非特定的地域，在降水和径流冲刷作用下，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，使大量污染物进入受纳水体(河流、湖泊、水库、海湾)所引起的污染。
农业污染对水造成污染的最直接表现就是水体中出现大量蓝藻，对蓝藻的治理方式有很多种，而且也都取得了不错的效果，生态浮岛就是其中一种治理方式，目前的生态浮岛对水质净化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富营养化物质，使得水体的营养得到转移，减轻水体由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象。
但由于现有的生态浮岛面积比较小，处理水的能力有限，而且植物根系吸收富营养化物质的能力也有限，因此当水中大量出现富营养化物质的时候，生态浮岛不能够及时的吸收，也无法向外界发出预警信号，导致水体富营养化现象依然能够发生。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，它利用碳纳米管对氧气的吸附能力将植物光合作用产生的氧气吸附起来，通过电磁铁控制磁铁块的上下运动来将氧气向水体中运送，利用磁铁块向下运动压缩气体时所产生的压强使氧气从碳纳米管上脱离，进而通过透气膜进入水中，以增加水体的含氧量，可提高水体的自我净化能力，对遏制富营养化现象的发生有一定帮助，同时也是对氧气资源的有效利用，而且通过监测件来培养能降解蓝藻的微生物，当蓝藻开始大量出现时，随着微生物的大量消耗，监测件的质量减轻可上浮到水面上，以向外界发生预警的信号，便于及时采取应对措施，与现有技术相比，它可以实现进一步提高生态浮岛的净化功效，同时还带有预警功能。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，包括生态浮岛本体，所述生态浮岛本体上种植有水生植物，所述生态浮岛本体上插设有多个竖直设置的管体，且管体与水生植物间隔设置，所述管体的上端内壁固定连接有电磁铁，且管体中滑动连接有与电磁铁匹配的磁铁块，所述磁铁块的下端侧壁固定连接有多个氧气运输件，所述管体的上端侧壁开设有多个进气孔，且进气孔位于电磁铁的下方，所述管体的下端侧壁开设有多个透气孔，所述管体靠近透气孔的内壁固定连接有透气膜，所述生态浮岛本体的下端两侧内壁均固定连接有多根监测件。
它利用碳纳米管对氧气的吸附能力将植物光合作用产生的氧气吸附起来，通过电磁铁控制磁铁块的上下运动来将氧气向水体中运送，利用磁铁块向下运动压缩气体时所产生的压强使氧气从碳纳米管上脱离，进而通过透气膜进入水中，以增加水体的含氧量，可提高水体的自我净化能力，对遏制富营养化现象的发生有一定帮助，同时也是对氧气资源的有效利用，而且通过监测件来培养能降解蓝藻的微生物，当蓝藻开始大量出现时，随着微生物的大量消耗，监测件的质量减轻可上浮到水面上，以向外界发生预警的信号，便于及时采取应对措施，与现有技术相比，它可以实现进一步提高生态浮岛的净化功效，同时还带有预警功能。
进一步的，所述管体的上端与水生植物的叶片平齐，且管体的下端与水生植物的根部平齐，这样是为了能更好的捕捉到水生植物产生的氧气，并将其输送到水体中。
进一步的，所述氧气运输件包括安装球，所述安装球采用泡沫材料，为了减轻氧气运输件的重量，所述安装球的侧壁固定连接有多个均匀分布的吸附棒，吸附棒起到吸附氧气的作用。
进一步的，所述吸附棒采用纳米材料，且吸附棒上均匀分布有碳纳米管，碳纳米管对氧气有很好的吸附能力，而且当外界施加一定压强的时候又能将氧气释放出来，以此实现对氧气的运输作用。
进一步的，所述监测件包括悬浮带，所述悬浮带为中空结构，所述悬浮带内开设有培养腔，且培养腔中培养有微生物群，用来降解水中的蓝藻，所述悬浮带的侧壁开设有多个释放孔，且释放孔与培养腔连通，所述释放孔远离培养腔的一端固定连接有附着盘，附着盘给蓝藻提供一个附着的地方，便于微生物对其进行降解。
进一步的，所述附着盘的形状为半球体形，且附着盘与释放孔连通，蓝藻附着在附着盘上，微生物通过释放孔从培养腔中游向附着盘，方便对蓝藻进行降解。
进一步的，所述悬浮带远离生态浮岛本体的一端开设有空腔，且空腔中填充有液体颜料，液体颜料采用比较醒目的颜色，这样当空腔上浮到水面上时可方便人观察到。
进一步的，所述磁铁块的侧壁套设有密封圈，是为了保证磁铁块与管体的内壁之间不留间隙，以让磁铁块下降时对气体起到压缩的作用，且磁铁块与管体的内壁滑动连接，二者的配合方式类似活塞与活塞缸的方式。
进一步的，所述生态浮岛本体的上端还安装有与电磁铁匹配的控制器，且控制器上连接有太阳能电池板，太阳能电池板给控制器供电，控制器控制电磁铁磁性的改变，从而实现磁铁块的上下运动，充分利用清洁能源，符合节能环保的理念。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案利用碳纳米管对氧气的吸附能力将植物光合作用产生的氧气吸附起来，通过电磁铁控制磁铁块的上下运动来将氧气向水体中运送，利用磁铁块向下运动压缩气体时所产生的压强使氧气从碳纳米管上脱离，进而通过透气膜进入水中，以增加水体的含氧量，可提高水体的自我净化能力，对遏制富营养化现象的发生有一定帮助，同时也是对氧气资源的有效利用，而且通过监测件来培养能降解蓝藻的微生物，当蓝藻开始大量出现时，随着微生物的大量消耗，监测件的质量减轻可上浮到水面上，以向外界发生预警的信号，便于及时采取应对措施，与现有技术相比，它可以实现进一步提高生态浮岛的净化功效，同时还带有预警功能。
(2)管体的上端与水生植物的叶片平齐，且管体的下端与水生植物的根部平齐，这样是为了能更好的捕捉到水生植物产生的氧气，并将其输送到水体中。
(3)氧气运输件包括安装球，安装球采用泡沫材料，为了减轻氧气运输件的重量，安装球的侧壁固定连接有多个均匀分布的吸附棒，吸附棒起到吸附氧气的作用。
(4)吸附棒采用纳米材料，且吸附棒上均匀分布有碳纳米管，碳纳米管对氧气有很好的吸附能力，而且当外界施加一定压强的时候又能将氧气释放出来，以此实现对氧气的运输作用。
(5)监测件包括悬浮带，悬浮带为中空结构，悬浮带内开设有培养腔，且培养腔中培养有微生物群，用来降解水中的蓝藻，悬浮带的侧壁开设有多个释放孔，且释放孔与培养腔连通，释放孔远离培养腔的一端固定连接有附着盘，附着盘给蓝藻提供一个附着的地方，便于微生物对其进行降解。
(6)附着盘的形状为半球体形，且附着盘与释放孔连通，蓝藻附着在附着盘上，微生物通过释放孔从培养腔中游向附着盘，方便对蓝藻进行降解。
(7)悬浮带远离生态浮岛本体的一端开设有空腔，且空腔中填充有液体颜料，液体颜料采用比较醒目的颜色，这样当空腔上浮到水面上时可方便人观察到。
(8)磁铁块的侧壁套设有密封圈，是为了保证磁铁块与管体的内壁之间不留间隙，以让磁铁块下降时对气体起到压缩的作用，且磁铁块与管体的内壁滑动连接，二者的配合方式类似活塞与活塞缸的方式。
(9)生态浮岛本体的上端还安装有与电磁铁匹配的控制器，且控制器上连接有太阳能电池板，太阳能电池板给控制器供电，控制器控制电磁铁磁性的改变，从而实现磁铁块的上下运动，充分利用清洁能源，符合节能环保的理念。
附图说明
图1为本发明的工作状态结构示意图；
图2为本发明的第一工作状态结构示意图；
图3为本发明的第二工作状态结构示意图；
图4为本发明的局部结构示意图；
图5为本发明的氧气运输件结构示意图；
图6为图3中A处的结构示意图。
图中附图标记说明：
1生态浮岛本体、2管体、3电磁铁、4磁铁块、5氧气运输件、501安装球、502吸附棒、6透气孔、7透气膜、8监测件、801悬浮带、802培养腔、 803释放孔、804附着盘、805空腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-6，一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，包括生态浮岛本体1，请参阅图1-3，生态浮岛本体1上种植有水生植物，生态浮岛本体1上插设有多个竖直设置的管体2，且管体2与水生植物间隔设置，管体2的上端与水生植物的叶片平齐，且管体2的下端与水生植物的根部平齐，这样是为了能更好的捕捉到水生植物产生的氧气，并将其输送到水体中，管体2的上端内壁固定连接有电磁铁3(其内部具体结构及其工作原理为本领域技术人员所熟知的公知技术，在此不再详细描述)，生态浮岛本体1的上端还安装有与电磁铁3匹配的控制器，且控制器上连接有太阳能电池板，(控制器、太阳能电池板及生态浮岛本体1之间的连接关系，具体结构及其工作原理为本领域技术人员所熟知的公知技术，在此不再详细描述)太阳能电池板给控制器供电，控制器控制电磁铁3磁性的改变，从而实现磁铁块4的上下运动，充分利用清洁能源，符合节能环保的理念；
请参阅图4，且管体2中滑动连接有与电磁铁3匹配的磁铁块4，磁铁块 4的侧壁套设有密封圈，是为了保证磁铁块4与管体2的内壁之间不留间隙，以让磁铁块4下降时对气体起到压缩的作用，且磁铁块4与管体2的内壁滑动连接，二者的配合方式类似活塞与活塞缸的方式，磁铁块4的下端侧壁固定连接有多个氧气运输件5，请参阅图5，氧气运输件5包括安装球501，安装球501采用泡沫材料，为了减轻氧气运输件5的重量，安装球501的侧壁固定连接有多个均匀分布的吸附棒502，吸附棒502起到吸附氧气的作用，吸附棒502采用纳米材料，且吸附棒502上均匀分布有碳纳米管，碳纳米管对氧气有很好的吸附能力，而且当外界施加一定压强的时候又能将氧气释放出来，以此实现对氧气的运输作用，管体2的上端侧壁开设有多个进气孔，且进气孔位于电磁铁3的下方，管体2的下端侧壁开设有多个透气孔6，管体2 靠近透气孔6的内壁固定连接有透气膜7；
请参阅图1和图6，生态浮岛本体1的下端两侧内壁均固定连接有多根监测件8，监测件8包括悬浮带801，悬浮带801远离生态浮岛本体1的一端开设有空腔805，且空腔805中填充有液体颜料，液体颜料采用比较醒目的颜色，这样当空腔805上浮到水面上时可方便人观察到，悬浮带801为中空结构，悬浮带801内开设有培养腔802，且培养腔802中培养有微生物群，用来降解水中的蓝藻，悬浮带801的侧壁开设有多个释放孔803，且释放孔803与培养腔802连通，释放孔803远离培养腔802的一端固定连接有附着盘804，附着盘804给蓝藻提供一个附着的地方，便于微生物对其进行降解，附着盘804的形状为半球体形，且附着盘804与释放孔803连通，蓝藻附着在附着盘804上，微生物通过释放孔803从培养腔802中游向附着盘804，方便对蓝藻进行降解。
将此装置放在水面上，水生植物产生的氧气进入到管体2内被氧气运输件5吸附住，电磁铁3通过改变磁性控制磁铁块4在管体2内上下运动，当磁铁块4向下运动时随着密闭空间内体积不断缩小，气体压强逐渐增大，压强使氧气脱附氧气运输件5，透气膜7阻止水的进入而可以让氧气通过，氧气由透气孔6进入到水中，这样可以增加水中的氧气含量，提高水体的自我净化能力，培养腔802中培养有微生物群，用来降解水中的蓝藻，蓝藻附着在附着盘804上，微生物通过释放孔803从培养腔802中游向附着盘804，方便对蓝藻进行降解，当蓝藻开始大量出现时，随着微生物的大量消耗，监测件8 的质量减轻可上浮到水面上，以向外界发生预警的信号，便于及时采取应对措施。
它利用碳纳米管对氧气的吸附能力将植物光合作用产生的氧气吸附起来，通过电磁铁控制磁铁块的上下运动来将氧气向水体中运送，利用磁铁块向下运动压缩气体时所产生的压强使氧气从碳纳米管上脱离，进而通过透气膜进入水中，以增加水体的含氧量，可提高水体的自我净化能力，对遏制富营养化现象的发生有一定帮助，同时也是对氧气资源的有效利用，而且通过监测件来培养能降解蓝藻的微生物，当蓝藻开始大量出现时，随着微生物的大量消耗，监测件的质量减轻可上浮到水面上，以向外界发生预警的信号，便于及时采取应对措施，与现有技术相比，它可以实现进一步提高生态浮岛的净化功效，同时还带有预警功能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，包括生态浮岛本体(1)，所述生态浮岛本体(1)上种植有水生植物，其特征在于：所述生态浮岛本体(1)上插设有多个竖直设置的管体(2)，且管体(2)与水生植物间隔设置，所述管体(2)的上端内壁固定连接有电磁铁(3)，且管体(2)中滑动连接有与电磁铁(3)匹配的磁铁块(4)，所述磁铁块(4)的下端侧壁固定连接有多个氧气运输件(5)，所述管体(2)的上端侧壁开设有多个进气孔，且进气孔位于电磁铁(3)的下方，所述管体(2)的下端侧壁开设有多个透气孔(6)，所述管体(2)靠近透气孔(6)的内壁固定连接有透气膜(7)，所述生态浮岛本体(1)的下端两侧内壁均固定连接有多根监测件(8)。
2.根据权利要求1所述的一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，其特征在于：所述管体(2)的上端与水生植物的叶片平齐，且管体(2)的下端与水生植物的根部平齐。
3.根据权利要求1所述的一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，其特征在于：所述氧气运输件(5)包括安装球(501)，所述安装球(501)采用泡沫材料，所述安装球(501)的侧壁固定连接有多个均匀分布的吸附棒(502)。
4.根据权利要求3所述的一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，其特征在于：所述吸附棒(502)采用纳米材料，且吸附棒(502)上均匀分布有碳纳米管。
5.根据权利要求1所述的一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，其特征在于：所述监测件(8)包括悬浮带(801)，所述悬浮带(801)为中空结构，所述悬浮带(801)内开设有培养腔(802)，且培养腔(802)中培养有微生物群，所述悬浮带(801)的侧壁开设有多个释放孔(803)，且释放孔(803)与培养腔(802)连通，所述释放孔(803)远离培养腔(802)的一端固定连接有附着盘(804)。
6.根据权利要求5所述的一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，其特征在于：所述附着盘(804)的形状为半球体形，且附着盘(804)与释放孔(803)连通。
7.根据权利要求1所述的一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，其特征在于：所述悬浮带(801)远离生态浮岛本体(1)的一端开设有空腔(805)，且空腔(805)中填充有液体颜料。
8.根据权利要求1所述的一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，其特征在于：所述磁铁块(4)的侧壁套设有密封圈，且磁铁块(4)与管体(2)的内壁滑动连接。
9.根据权利要求1所述的一种农业面源污染防控用新型生态浮岛，其特征在于：所述生态浮岛本体(1)的上端还安装有与电磁铁(3)匹配的控制器，且控制器上连接有太阳能电池板。
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|---|---|---|---|---|
| CN116022932A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-04-28 | 江苏戚伍水产发展股份有限公司 | 一种水产养殖污水更换治理监测装置 |
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2020
- 2020-08-04 CN CN202010771646.5A patent/CN111977804A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| CN116022932B (zh) * | 2023-02-28 | 2023-10-20 | 江苏戚伍水产发展股份有限公司 | 一种水产养殖污水更换治理监测装置 |
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